package com.zhuang.avl;

/**
 * description: AVLTreeDemo
 * date: 2022/9/12 21:05
 * author: Zhuang
 * version: 1.0
 */
public class AVLTreeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //int[] arr = {4,3,6,5,7,8};
        //int[] arr = { 10, 12, 8, 9, 7, 6 };
        int[] arr = {10, 11, 7, 6, 8, 9};
        AVLTree avlTree = new AVLTree();
        // 创建一个AVLTree对象
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            avlTree.add(new Node(arr[i]));
        }
        System.out.println("中序遍历");
        avlTree.infixOrder();
        System.out.println("在平衡处理~~");
        System.out.println("树的高度=" + avlTree.getRoot().height()); //3
        System.out.println("树的左子树高度=" + avlTree.getRoot().leftHeight()); // 2
        System.out.println("树的右子树高度=" + avlTree.getRoot().rightHeight()); // 2
        System.out.println("当前的根结点=" + avlTree.getRoot().right);//10
    }
}

class AVLTree {
    private Node root;

    public Node getRoot() {
        return root;
    }

    public void add(Node node) {
        if (root == null) {
            // root为空直接指向node
            root = node;
        } else {
            root.add(node);
        }
    }

    public void infixOrder() {
        if (root != null) {
            root.infixOrder();
        } else {
            System.out.println("二叉排序树为空，不能遍历");
        }
    }

    /**
     * 查找要删除的值
     *
     * @param value 值
     * @return Node节点
     */
    public Node search(int value) {
        if (root == null) {
            return null;
        } else {
            return root.search(value);
        }
    }

    /**
     * 查找父节点
     *
     * @param value 值
     * @return Node节点
     */
    public Node searchParent(int value) {
        if (root == null) {
            return null;
        } else {
            return root.searchParent(value);
        }
    }

    /**
     * 删除节点
     *
     * @param value 值
     */
    public void delNode(int value) {
        if (root == null) {
            return;
        } else {
            // 需求先去找到要删除的结点  targetNode
            Node targetNode = search(value);
            // 如果没有找到要删除的节点
            if (targetNode == null) {
                return;
            }
            // 如果当前这颗二叉树只有一个节点
            if (root.left == null && root.right == null) {
                root = null;
                return;
            }
            // 去找到targetNode的父节点
            Node parent = searchParent(value);

            if (targetNode.left == null && targetNode.right == null) {
                // 判断targetNode是父节点的左子节点，还是右子节点
                if (parent.left != null && parent.left.value == value) {
                    parent.left = null;
                } else if (parent.right != null && parent.right.value == value) {
                    parent.right = null;
                }
            } else if (targetNode.left != null && targetNode.right != null) {
                // 删除两颗子树的节点
                int minval = delRightTreeMin(targetNode.right);
                targetNode.value = minval;
            } else {
                // 删除一颗子树的节点
                // 如果要删除的节点有左子节点
                if (targetNode.left != null) {
                    if (parent != null) {
                        // 如果targetNode是parent的左子节点
                        if (parent.left.value == value) {
                            parent.left = targetNode.left;
                        } else {
                            // targetNode是parent的右子节点
                            parent.right = targetNode.left;
                        }
                    } else {
                        root = targetNode.left;
                    }
                } else {
                    if (parent != null) {
                        // 如果要删除的节点是右子节点
                        // 如果targetNode是parent的左子节点
                        if (parent.left.value == value) {
                            parent.left = targetNode.right;
                        } else {
                            // 如果targetNode是parent的右子节点
                            parent.right = targetNode.right;
                        }
                    } else {
                        root = targetNode.right;
                    }
                }
            }
        }
    }

    /**
     * 1. 返回的 以node 为根结点的二叉排序树的最小结点的值
     * 2. 删除node 为根结点的二叉排序树的最小结点
     *
     * @param node 传入的节点(当做二叉树排序的根节点)
     * @return 返回以node为根节点的二叉排序树的最小节点的值
     */
    public int delRightTreeMin(Node node) {
        Node target = node;
        //循环的查找左子节点，就会找到最小值
        while (target.left != null) {
            target = target.left;
        }
        //这时 target就指向了最小结点
        //删除最小结点
        delNode(target.value);
        return target.value;
    }
}


class Node {
    int value;
    Node left;
    Node right;

    public Node(int value) {
        this.value = value;
    }

    /**
     * @return 返回左子树的高度
     */
    public int leftHeight() {
        if (left == null) {
            return 0;
        }
        return left.height();
    }

    /**
     * @return 返回右子树的高度
     */
    public int rightHeight() {
        if (right == null) {
            return 0;
        }
        return right.height();
    }


    /**
     * @return 返回当前节点的高度，该以节点为根节点的树的高度
     */
    public int height() {
        return Math.max(left == null ? 0 : left.height(), right == null ? 0 : right.height()) + 1;
    }

    private void leftRotate() {
        // 创建新的节点，以当前节点的值
        Node newNode = new Node(value);
        // 新的节点的左子树设置当前节点的左子树
        newNode.left = left;
        // 把新节点的右子树设置成带你过去节点的右子树的左子树
        newNode.right = right.left;
        // 把当前节点的值替换成右子节点的值
        value = right.value;
        // 把当前节点的右子树设置成功当前节点右子树的右子树
        right = right.right;
        // 把当前节点的左子树(左子节点)设置成新的节点
        left = newNode;
    }

    private void rightRotate() {
        // 创建新的节点，以当前节点的值
        Node newNode = new Node(value);
        // 新的节点的右子树设置当前节点的右子树
        newNode.right = left;
        // 把新节点的左右子树设置成带你过去节点的左子树的左右子树
        newNode.left = left.right;
        // 把当前节点的值替换左子节点的值
        value = left.value;
        // 把当前节点的左右子树设置成功当前节点左子树的左子树
        left = left.left;
        // 把当前节点的右子树(右子节点)设置成新的节点
        right = newNode;
    }


    /**
     * 要删除的节点
     *
     * @param value 希望删除的节点
     * @return 如果返回找到该节点，否则返回null
     */
    public Node search(int value) {
        if (value == this.value) {
            // 找到当前节点
            return this;
        } else if (value < this.value) {
            // 如果左子节点为空
            if (this.left == null) {
                return null;
            }
            // 如果查找的值小于当前节点，向左子树递归查找
            return this.left.search(value);
        } else {
            // 如果查找的值不小于当前节点，向右子树递归查找
            if (this.right == null) {
                return null;
            }
            return this.right.search(value);
        }
    }

    /**
     * 查找要删除节点的父节点
     *
     * @param value 要找到节点的值
     * @return 返回要删除的节点的父节点，如果没有就返回null
     */
    public Node searchParent(int value) {
        // 如果当前节点就是要删除的节点的父节点，就返回
        if (this.left != null && this.left.value == value || (this.right != null && this.right.value == value)) {
            return this;
        } else {
            // 查找的值小于当前节点的值，并且当前节点的左子节点不为空
            if (value < this.value && this.left != null) {
                // 向左子树递归查找
                return this.left.searchParent(value);
            } else if (value >= this.value && this.right != null) {
                // 向右子树递归查找
                return this.right.searchParent(value);
            } else {
                // 没有找到父节点
                return null;
            }
        }
    }


    @Override
    public String toString() {
        return "Node{" +
                "value=" + value +
                '}';
    }

    /**
     * 添加节点
     *
     * @param node 节点
     */
    public void add(Node node) {
        if (node == null) {
            return;
        }
        // 判断传入节点的值 和当前子树的根节点的值关系
        if (node.value < this.value) {
            // 如果当前左子节点为空
            if (this.left == null) {
                this.left = node;
            } else {
                // 递归向左子树添加
                this.left.add(node);
            }
        } else {
            // 添加节点的值大于当前节点的值
            if (this.right == null) {
                this.right = node;
            } else {
                //递归向右子树添加
                this.right.add(node);
            }
        }

        // 当添加玩一个节点后，如果 (右子树的高度-左子树的高度) >1 左旋转
        if ((rightHeight() - leftHeight()) > 1) {
            // 如果它的右子树的左子树高度大于它的右子树的高度
            if (right != null && left.rightHeight() < left.leftHeight()) {
                // 先对当前节点的右节点 (左子树) 右旋转
                right.rightRotate();
                // 再对节点进行左旋转
                leftRotate();
            } else {
                // 左旋转
                leftRotate();
            }
            return;
        }
        // 当添加完一个节点后，如果 (左子树的高度-右子树的高度) >1 右旋转
        if ((leftHeight() - rightHeight()) > 1) {
            // 如果它的左子树的右子树高度大于它的左子树的高度
            if (left != null && left.rightHeight() > left.leftHeight()) {
                // 先对当前节点的左节点 (左子树) 左旋转
                left.leftRotate();
                // 再对节点进行右旋转
                rightRotate();
            } else {
                // 右旋转
                rightRotate();
            }
        }
    }

    /**
     * 中序遍历
     */
    public void infixOrder() {
        if (this.left != null) {
            this.left.infixOrder();
        }
        System.out.println("this = " + this);
        if (this.right != null) {
            this.right.infixOrder();
        }
    }
}